Валерий Чолаков - Нобелевские премии. Ученые и открытия

• Название: Нобелевские премии. Ученые и открытия
• Автор: Валерий Чолаков
• Издательство: Мир
• Жанр: Научпоп
• Год: 1987

Книга болгарского историка науки Валерия Чолакова рассказывает о выдающихся открытиях в естествознании (физике, химии, биологии, медицине), авторы которых были удостоены Нобелевской премии. Учрежденная в начале нынешнего века, эта премия откосится к числу самых почетных и авторитетных международных наград, и ее присуждение, безусловно, отмечает значительные вехи в истории мировой науки нашего столетия.

Адресована широкому кругу читателей, интересующихся историей науки и ее достижениями.

---

Третьей областью, где нашло применение открытие Ландштейнера, была иммуногенетика, основателем которой он по праву считается.

Ландштейнер продолжал активную научную деятельность до преклонного возраста. Он умер 24 июня 1943 г. в своей лаборатории от сердечного приступа. Неутомимый исследователь внес заметный вклад в различные области экспериментальной медицины, но его важнейшим достижением, безусловно, было открытие групп крови. За это открытие К. Ландштейнер был удостоен в 1930 г. Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Еще Эдуард Дженнер, производя первые вакцинации, заметил, что иногда они не уничтожают восприимчивость организма к болезни, а, наоборот, вызывают острую реакцию. Для получения антидифтерийной сыворотки Беринг иммунизировал лошадей, у которых затем и брили кровяную плазму, содержащую антитела. Всё лошади получали одну и ту же дозу токсина путем последовательных инъекций через определенные промежутки времени. Однако у некоторых животных, хотя это случалось довольно редко, наблюдался шок, а иные из них даже умирали. После того как сыворотка стала широко применяться для терапии, подобные явления наблюдали и другие ученые. Французский физиолог и бактериолог Шарль Рише из Парижского университета первым понял, что здесь речь идёт не о случайности, а о некой, пока еще неизвестной закономерности жизненных процессов.

Открытие, подтвердившее это предположение, в какой-то степени было случайным. Как-то Рише плавал ни яхте с принцем Монако Альбертом, проявлявшим большой интерес к океанографии, и тот посоветовал ученому заняться секрецией яда медуз из рода физалий. Однако путешествие было непродолжительным, и по возвращений во Францию Рише вынужден был довольствоваться родственниками физалий с побережья Атлантического океана. В его лаборатории экстрагированный из медуз яд вводили путем инъекции собакам. Рише ожидал, что привыкнув к яду, животные приобретут иммунитет (так стало принято говорить об искусственно созданной устойчивости организма к болезням). Однако, к большому удивлению ученого, повторное введение яда оказывалось роковым для собак; они приобрели не иммунитет, а, напротив, повышенную чувствительность.

Более десяти лет посвятил Рише исследованию этого феномена. Изучив все его особенности, он показал, что это явление как бы обратно иммунитету. Рише назвал его анафилаксией, что значит «обратная профилактике». Открытие Рише тотчас принесло непосредственную пользу медицине. Ученые разработали тесты для предварительной проверки реакции организма на введение тех или иных веществ, чтобы предотвратить наступление смертельного шока. В 1907 г. Рише установил, что анафилаксия возникает при переливании кровяной сыворотки, т. е. она связана с каким-то химическим веществом, содержащимся в крови. Французский ученый изложил свои результаты в опубликованной в 1912 г. монографии. В следующем, 1913 г. Шарль Рише был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие и исследование явления анафилаксии.

Рише положил начало новому направлению в медицине. Оказалось, что ряд заболеваний связан с проявлением сверхчувствительности организма. Эти заболевания стали объектом новой науки — аллергологии. Термин «аллергия» был введен Клемансом Пирке в 1906 г. Метод борьбы с анафилаксией предложил русский ученый Александр Михайлович Изредка, ученик и сотрудник И.И. Мечникова (он ввел термин «анафилактический шок»). Он обосновал принципы десенсибилизации — постепенного введения в исключительно малых дозах опасного вещества до тех пор, пока организм к нему не привыкнет (этот прием предупреждения шока при лечении сывороткой получил название «метод Безредки»). И по сей день аллергия остается острой проблемой медицины, а анафилактический шок порой застает врачей врасплох. Однако в принципе наука располагает средствами для борьбы с ними.

Первые исследователи иммунитета считали, что эта реакция организма направлена исключительно против болезнетворных бактерий. Но Жюлю Борде, директору Пастеровского института в Брюсселе, удалось показать, что существуют иммунные реакции и против безобидных клеток других организмов и что это универсальная реакция организма на любые инородные тела. Так было положено начало неинфекционной иммунологии.

Изучая иммунологические процессы, Борде обнаружил, что в иных случаях неудобно использовать бактерии в качестве антител. Микроорганизмы быстро размножаются, и на этом фоне картина иммунных процессов нарушается, так что их становится трудно интерпретировать. Оказалось, что легче вводить в качестве антител клетки из другого организма, например красные кровяные тельца. Борде первый исследовал эффект такого воздействия, показав, что это очень удобная модель для исследования, поскольку чужие клетки вызывают точно такую же иммунную реакцию, что и микробы. Впоследствии выяснилось, что эти исследования Борде имели значительно более глубокий смысл, так как показали биологическую несовместимость клеток различных организмов, т. е. они поставили проблему, которая до сих пор занимает умы трансплантологов. В сущности, именно продолжая и совершенствуя опыты Борде по иммунному отторжению красных кровяных клеток, Ландштейнер и открыл группы крови человека.

Огромный научный вклад в иммунологию принес бельгийскому ученому широкую известность. В 1919 г. Ж. Борде получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытия, связанные с иммунитетом. Своей деятельностью ученый внес ценный вклад в теоретическую разработку и практическое использование иммунологии.

В 1882 г. в одной из лабораторий Мессины (Италия) русский ученый Илья Ильич Мечников занимался исследованиями в области сравнительной эмбриологии. Объектом служили личинки морской звезды. В 20-х числах декабря Мечников поставил простой эксперимент: вставил в эти личинки небольшие растительные колючки. На следующее утро он заметил, что около колючек собрались подвижные клетки, которые стремились уничтожить инородное тело. Он подробно описал свои наблюдения, и в 1883 г. рассказал о них известному австрийскому зоологу Карлу Клаусу. Венский профессор предложил назвать это явление фагоцитозом, а подвижные клетки — фагоцитами (что значит «пожирающие клетки»).

Это было крупным открытием И.И. Мечникова, но, в сущности, оно явилось закономерным итогом всей его предшествующей деятельности. 80-е годы XIX в. были периодом утверждения иммунологии, теория Мечникова возникла как раз вовремя. К сожалению, медики, для которых она в первую очереди и предназначалась просто-напросто отвергли его «зоологические доводы». Факты свидетельствовали о том, что сыворотка содержит активные вещества, нейтрализующие токсины, и, как стало понятно позднее, эти вещества разрушают и микроорганизмы. Однако ученые того времени для построения своих теорий «не нуждались» в белых кровяных тельцах, и, более того, многие из них продолжали считать, что эти элементы не являются нормой для крови, а образуются только при болезни и инфекций. Нападкам подвергались не только теоретические исследования Мечникова, но и его практическая деятельность. В 1886 г. он совместно с Н.Ф. Гамалеей и Я.Ю. Карабахом в Одессе основал первую в России бактериологическую станцию. Местные врачи не могли смириться с тем, что человек, не являющийся профессиональным медиком, пытается навязывать им новые методы, и всячески мешали его работе. В 1888 г. Мечников поехал для консультаций в Париж к Пастеру. Но вместо советов Пастер предложил лабораторию в своем институте. Там Мечников и остался до конца своей жизни.

После проверки своей теории на личинках морской звезды Мечников взялся за более сложные организмы, включая организм человека. Он добился интересных и впечатляющих успехов в различных областях микробиологии и иммунологии и приобрел всемирную известность. В 1903 г. английские ученые Альмрот Райт и Стюарт Дуглас обнаружили в сыворотке иммунизированных животных вещества (они называли их опсонинами), которые, прилипая к бактериям, как бы подготавливают их поглощение фагоцитами. Образно говоря, бактерии должны быть «намазаны маслом» прежде чем их съедят фагоциты. Это в известной степени сближало биологическую теорию, иммунитета с развиваемой Эрлихом химической теорией этого явления.

В 90-е годы прошлого столетия бесспорным лидером химического направления в иммунологии был Пауль Эрлих. Он первым установил существование латентного периода между инъекцией токсичных веществ и образованием антител, развил концепцию амбоцептора и комплемента — веществ, участвующих в «подготовке» микробов к уничтожению и в самом их уничтожении. Эрлих исследовал процесс передачи иммунитета через плаценту и материнское молоко, уточнившем самым различие между врожденным активным иммунитетом и активным, иммунитетом, приобретаемым организмом, а также пассивным иммунитетом, который вырабатывается в результате инъекции сыворотки. Эрлих, будучи медиком по образованию, имел мышление химика и неустанно искал пути к выявлению сущности антител. Он первым показал, что, они, вероятнее всего, являются глобулинами, т.е. белковыми молекулами шаровидного строения, присутствующими в сыворотке крови. Вершина достижений Эрлиха в иммунологии — так называемая теория «боковых цепей». Он выдвинул гипотезу, что клетка имеет рецепторы, которые улавливают инородные тела и модифицируются, приспосабливаясь к ним. Это вырабатывает у них способность немедленно распознавать врага. при повторной встрече. Гениальная догадка Эрлиха получила подтверждение десятилетия спустя, когда Родни Роберт Портер и Джералд. Эдельман определили молекулярное строение антител.